Файл: Тесты с ответами по естествознанию.doc

Велики были познания славянских мастеров-ювелиров и металлургов в части химических свойств окисей олова, свинца, магнезии, минеральных добавок для окраски стекловидной массы — окислов железа, меди, кобальта, мышьяка. Производство порохов и зажигательных смесей относится к химии военного дела, к химии пищевых продуктов относится приготовление всевозможных напитков — хмеля, квасов, пива, вина, водок, медовух; для приготовления браг и водок использовались прообразы современных самогонных аппаратов — перегонные кубы, трубки (змеевики). С химией связано и изготовление моющих средств и косметики — румян, белил, духов, как спиртовых и водных извлечений из растений, а также бальзамирующих мазей и масел.

Значительными были также достижения в медицине, географии, математике, геологии, биологии.

Постепенно на Руси усваивается мировоззрение, согласно которому чувственно воспринимаемый мир не обладает истинной реальностью, он есть лишь отражение вечно существующего мира высших истин, приблизиться к смыслу которых можно через божественное откровение с верой, посредством рационального созерцания, мистического прозрения (вот неполное следование западному образцу, сближающее русскую душу, русский менталитет, с восточной мистикой).

2.10. Западноевропейское средневековье

В эпоху первых столетий западного средневековья (V-XI вв.), которую принято называть «темной порой», античное наследие постепенно забывалось (и в конечном итоге забылось), научные традиции античности утрачивались, поскольку стимулы к углубленному изучению природы и ее закономерностей из-за всеобщего упадка западноевропейской цивилизации после крушения римского мирового владычества отсутствовали.

Основными передаточными звеньями между античной эпохой и западным средневековьем явились труды римских христианских философов и писателей Северина Боэция (ок. 480-524), Кассиодора (ок. 487-578) и Марциана Капеллы (IV-V вв.). Указанные авторы сформировали деление научного знания на семь дисциплин или «свободных искусств» и связали их с семью «столпами дома премудрости», упоминаемого в Библии. Эти семь «свободных искусств» обычно перечисляют в таком порядке: грамматика, риторика и диалектика, которые составляли начальное «трехпутье», или «тривий» (отсюда слово «тривиальный»); арифметика, геометрия, астрономия и музыка образовывали «квадривий». Науки все более и более приобретают характер теологический, богословский (общеизвестно средневековое выражение «философия — служанка богословия»), изучение природы как таковой подменяется ее символическим истолкованием в мистическом или морально-назидательном духе так же, как уже было отмечено выше и в Византии (единые корни шли из эллинистического мира, из александрийской школы). Такие черты приобретает переведенная и прокомментированная аббатом Рабаном Мавром 20-томная энциклопедия Исидора Севильского (560-636), ставшая известной с 844 г. под двумя названиями: «Начала» и «Этимология». Она послужила основой для написания самим Рабаном Мавром энциклопедического сочинения «О вселенной», в которой книг становится, во-первых, не 20, а 22 — по числу книг Ветхого завета, во-вторых, сочинение уже не начинается с книги «О науках и искусствах», а с книги о Боге, «создателе нашем, главе и начале всех вещей» и т. д.

Но, в основном, античное наследие сохранялось и развивалось в арабском мире (см. пункт 2.7) и пришло в Европу после крестовых походов (1096-1270 гг.) на Ближний Восток (в Сирию, Палестину, Северную Африку), организованных западноевропейскими католиками под знаменем борьбы против «неверных» (мусульман), освобождения Гроба Господня и Святой Земли (Палестины). Привнесение на территорию Европы остатков античной культуры и науки — главный непреходящий итог этих походов. С этого времени становится возможной систематическая экспериментальная наука, благодаря бурно развивающейся промышленности, металлургии, химии, вооружению, медицине, использованию движущей силы воды, появлению новых инструментов, постепенному преодолению влияния церкви в вопросах объяснения природы мира. Так, например, англичанин Аделяр Батский (время его деятельности 1116-1142), переведший в начале XII века «Начала» Евклида и другие математические труды арабских математиков, в своих «Естественнонаучных вопросах» отмечает, что не следует прибегать к ссылке на божество и его волю там, где человеческий разум способен и обязан раскрывать подлинные причины природных явлений. Христианский теолог француз Тьерри Шартрский в первой половине того же века в начале своего «Шестоднева» прямо заявлял, что будет исследовать космологические вопросы «с точки зрения физики», исходя в основном из натурфилософского диалога Платона «Тимей». Но платоновская «первичная материя» не была для них предельной, неосязаемой абстракцией, а конкретной, чувственно-осязаемой массой, неким первичным «хаосом», или смешением элементов, которое приводилось в гармонию хотя и сверхматериальным началом, но, во всяком случае, не христианским Богом. Философы французской шартрской школы неустанно повторяли, что ничто не уничтожается, что изменчива и текуча лишь форма, в которой предстают вещи, что «никакая субстанция не гибнет». Элементы природы существуют постоянно, гибнут и возникают лишь их сочетания: всякая «природа» имеет «постоянное пребывание», уничтожаются лишь «произведения природы».

К XIII веку получают распространение такие изобретения, как очки, часы, компас, порох, но главным, неоценимым стало создание в XII-XIII вв. первых университетов в разных странах Европы: в Болонье (1158, Италия), Кембридже (1209) и Оксфорде (2-я половина XII — нач. XIII вв., Англия), Париже (1215, Франция, с XVII века распространенное название Сорбонна), затем в Падуе (1222, Италия) и Неаполе (1224, Италия) и др. В университетах, французских, итальянских, но особенно в английских, постепенно утвердились свободомыслие и гуманизм, демократическое самоуправление и свобода выбора руководства. Это предопределило развитие и становление западноевропейской и всей мировой культуры и науки, вплоть до наших дней.

Особое место в естествознании тех лет занимают ученые Оксфорда Роберт Большеголовый (Гроссетест) (1175-1253) и его ученик Роджер Бэкон (ок. 1214-1292). Они настойчиво выдвигали на первый план познания значение математики, опыта и наблюдения, утверждая, что математика есть основа всех прочих наук, «врата и и ключ» их. Так, Гроссетест в трактате «О свете или о начале форм» высказывает мысль о том, что изучение явлений начинается с опыта, посредством их анализа устанавливается некоторое общее положение, рассматриваемое как гипотеза, отправляясь от которой, уже дедуктивно, выводятся следствия, опытная проверка которых устанавливает их истинность или ложность. Свет для него — некая тонкая материя, отождествляемая с формой, универсальная субстанция, обладающая внутренней способностью к саморазрастанию и самораспространению. По его мнению, Бог вначале создает некий светящийся пункт, который, мгновенно расширяясь, рождает огромную сферу, где слиты воедино начала материи и формы (практически современная инфляционная гипотеза раздувающейся вселенной из вакуума). Весь мир для Гроссетеста оказывается результатом самовозрастающей светящейся массы, которая образует не только краски, но и звуки, не только растения, но и животных. Свет также связывает душу и тело, свет человеческого знания — ничтожно малая доля абсолютного божественного света.

Роджер Бэкон в «Письме о тайных делах искусства и природы и о ничтожестве магии» предвосхитил многие поздние открытия, полагая, что можно будет с невероятного расстояния читать мельчайшие буквы и пересчитывать пылинки и песчинки, допускал возможность построить машины, способные двигать самые большие корабли быстрее, чем целый отряд гребцов, не исключал возможность сделать аппарат, позволяющий летать по воздуху, подобно птицам. Бэкон в своих работах указывал три способа познания: вера в авторитет, рассуждение и опыт. Авторитет сам по себе совершенно недостаточен, если он не опирается на рассуждение. Но и рассуждение сможет достичь своей убедительности только тогда, когда оно опирается на опыт. Подведя итог, Бэкон дает такую обобщающую формулировку своего эмпиризма: «Опытная наука — владычица умозрительных наук». Так, благодаря трудам передовых мыслителей, начинает крепнуть отделение науки и философии (особенно натурфилософии) от теологии, подрываются устои схоластики, учения христианского западного мира, основанного на христианских истинах, изложенных в догмах.

Положительную роль в становлении науки сыграло средневековое учение о двойственной истине — возможность для одного и того же научного положения быть одновременно истинным или ложным, в зависимости от того, что лежит в его основе. Церковниками (теологами) делались попытки разрешить эту апорию утверждением, что нечто может быть истинным с философской, но ложным с теологической точки зрения. Под прикрытием именно этого учения было высказано много смелых мыслей, не согласующихся с догмами христианства.

Значительному прояснению формируемых новых и очищению старых античных научных понятий способствовал видный английский схоласт Уильям Оккам (ок. 1300-1349/50), резко выступавший против наводнения реального мира гипостазированными сущностями, т. е. боровшийся против наделения отвлеченных понятий, свойств, идей самостоятельным бытием, субстанциональными формами, скрытыми признаками и т. д. По Оккаму, существуют слова, которые не соответствуют какой-либо реально (самостоятельно) существующей вещи; таковы термины «точка», «мгновение», «неделимое». Также движение не есть нечто обладающее самостоятельной сущностью, реально существуют лишь движущиеся тела; точка не является составной частью линии, но представляет собой сокращенное обозначение того, что линия не простирается дальше и т. д. и т. п.

Общеизвестный лозунг Оккама гласил: «множественность никогда не следует вводить без нужды» или «сущности не следует умножать без необходимости» (принцип, получивший название «бритвы Оккама»). Словом, не потому боролся Сккам со схоластическими «сущностями» и «формами», что их много, а потому, что им не соотвествует никакая объективная реальность и они интерпретируются превратно, как некие самостоятельные сущности.

Итак, мы отмечаем, хотя и не все осветили, что в центре внимания креативной (творческой) деятельности мыслителей средневековья были физика, механика, теплота, оптика, космология, география, геометрия, алгебра, метеорология, минерология, вопросы относительности и абсолютности движения, природы сил, наличия или отсутствия центра Вселенной и др. В конечном итоге, ими был заложен фундамент для возникновения и развития в эпоху Возрождения идей Николая Коперника и Джордано Бруно, небесной механики Иоганна Кеплера, методов аналитической геометрии (в том числе, метода координат великого реформатора науки средневековья Рене Декарта) и др.

2.11. Эпоха Возрождения

Расцвет науки в Древней Греции с VI века до н. э. до первых веков н. э. сменился закатом и долгим, темным застоем научной мысли, длившимся почти полторы тысячи лет. В середине XV века в Европе начинается быстрый рост городов, появляется новый класс — буржуазия и начинается новый прогрессивный этап в развитии культуры, искусства и науки в целом и в естествознании, в частности. Этот период времени историки назвали в XIX столетии эпохой Возрождения. Среди великих людей эпохи Возрождения одним из первых следует назвать Леонардо да Винчи (1452-1519). Интересно перечислить спектр его занятий, в которых он оставил след: музыкант и художник, астроном, механик, геолог, ботаник, инженер, математик, физиолог — это все вместе могло сконцентрироваться только у гениального Леонардо да Винчи. Особо ценил да, Винчи математику и, как ни странно, относил ее частично к экспериментальной науке. Сам он сконструировал ряд приборов для математических построений — пропорциональный циркуль, прибор для вычерчивания параболы, прибор для построения параболического зеркала. Отметим вопросы механики, которые интересовали Леонардо да Винчи: законы падения тел на поверхности Земли, влияние трения на движение тел, вопрос сложения сил, определение центра тяжести тел. В частности, да Винчи знал, что тело, брошенное под углом к горизонту, летит по параболической траектории. Изучал да Винчи колебательное движение и был близок к современной трактовке резонанса. Занимался этот гениальный ученый и вопросом полета человека в воздухе. Он построил модель планера и изобрел парашют. Леонардо да Винчи независимо от Коперника приблизился к пониманию гелиоцентрической системы мира. В это время, начиная со II века н. э. господствовала геоцентрическая картина мира Птолемея (менее совершенная геоцентрическая система была разработана еще Евдоксом и Аристотелем в IV—III вв. до н. э.)

В эпоху Возрождения математические труды древних греков с энтузиазмом изучались в университетах Италии, в одном из которых великий поляк Николай Коперник (1473-1543 гг.) проникся верой в то, что явления природы можно описать с помощью гармоничного сочетания математических законов. Одна из основных черт гармонии — простота. Сложная теория эпициклов Птолемея с точки зрения Коперника не удовлетворяла требованиям гармонии. Известно, что еще в Древней Греции Пифагор и Аристарх Самос-ский выдвинули идею об обращении Земли вокруг Солнца. Но эта идея не стала общепринятой, а в течение многих столетий господствовала поддерживаемая церковью система Птолемея, в которой Земля является центром Вселенной.

Николай Коперник предложил простое построение, качественно хорошо объяснявшее наблюдаемые астрономические закономерности. Земля в системе Коперника, как и другие планеты, обращается по окружности вокруг Солнца и вращается вокруг своей оси. Коперник дал подробное описание гелиоцентрической системы в сочинении «О вращении небесных сфер», которое было опубликовано в год смерти Коперника после более чем десяти лет написания.

Теория Коперника, как и следовало, ожидать, встретила суровое осуждение церкви.

Была еще чисто астрономическая проблема в теории Коперника. Предсказания положения планет гелиоцентрическая теория давала с малой точностью, с ошибкой до 10 градусов (предсказания искусственной теории эпициклов Птолемея были в то время гораздо точнее).

Решающее усовершенствование теории Коперника произошло только через 50 лет. Часть его принадлежит великому немецкому астроному и математику Иоганну Кеплеру (1571-1630). В 1600 году Иоганн Кеплер стал ассистентом знаменитого датского астронома-наблюдателя Тихо Браге (1546-1601), который произвел основательный пересмотр астрономических данных с античных времен.

Получив в свое распоряжение данные многолетних наблюдений Тихо Браге (после смерти Тихо Браге в 1601 г. И. Кеплер стал его преемником при дворе короля Чехии Рудольфа II), Кеплер смог уточнить гелиоцентрическую картину Коперника, сформулировав свои знаменитые законы движения планет вокруг Солнца:

1-й закон — Все планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которых движется Солнце;

2-й закон — Радиус-вектор, проведенный от Солнца к планете, за равные промежутки времени описывает равные площади;

3-й закон — Квадраты периодов Ti обращения планет относятся как кубы больших полуосей эллиптических орбит ai, по которым движутся планеты.

Этот закон выражается простым математическим соотношением:

Именно законы Кеплера можно считать одним из важнейших оснований уже в Новое время для И. Ньютона в его открытии закона всемирного тяготения. В наши же дни гелиоцентрическую теорию и законы Кеплера мы воспринимаем как нечто бесспорное, нам трудно оценить по достоинству достижения Коперника и Кеплера. Коперник и Кеплер, будучи людьми глубоко религиозными, выбили у церкви один из краеугольных камней, двинув Землю и превратив ее в рядовую планету. Природа, причина движения планет, тем не менее, оставалась неясной этим великим ученым. (Например, сам Кеплер, стараясь найти разгадку этому феномену, полагал, что планеты по их орбитам движут ангелы).

Резюме

В целом именно достижения ученых Древней Греции сыграли огромную роль в становлении науки в Европе в эпоху Возрождения (Ренессанса). Можно считать, что, благодаря Аристотелю и Евклиду, Архимеду и Платону, Демокриту и Птолемею и многим другим, мы имеем в науке то, что имеем.